LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA KROMATOGRAFI MATA FIX 10612007.docx
-
Upload
annisa-amalia -
Category
Documents
-
view
485 -
download
19
description
Transcript of LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA KROMATOGRAFI MATA FIX 10612007.docx
LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA (BI-2105)
KROMATOGRAFI PIGMEN MATA Drosophila Melanogaster
Tanggal Praktikum : 21 Oktober 2013
Tanggal Pengumpulan : 28 Oktober 2013
Disusun Oleh:
Annisa Amalia
10612007
Kelompok 1
Asisten :
Ibnu Nur Fikri Muhamad
10611050
PROGRAM STUDI BIOLOGI
SEKOLAH ILMU DAN TEKNOLOGI HAYATI
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
BANDUNG
2013
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pada tahun 1940, George Beadle dan Edward Tatum melakukan serangkaian
percobaan pada jamur roti Neurospora crassa yang menunjukkan hubungan langsung
antara gen dan enzim yang mengkatalisis reaksi biokimia tertentu. Dari percobaan
tersebut, Beadle dan Tatum dapat menarik hipotesis bahwa gen berisi informasi untuk
memproduksi enzim tertentu, dan mereka menyimpulkan bahwa satu gen menyintesis
satu enzim (one gene - one enzyme theory). Pigmen mata pada Drosophila
melanogaster dapat dipengaruhi oleh aktivitas produk gen yang mempengaruhi
fenotip. Gen dapat ditranskripsi dan ditranslasi menjadi suatu protein, di dalam sel
protein dapat berfungsi sebagai enzim yang mengkatalisis reaksi-reaksi yang terjadi
ataupun sebagai protein struktural yang membentuk sel. Apabila suatu protein tidak
berfungsi, maka akan terjadi mutasi. (Hartwell, 2008)
Kromatografi kertas digunakan untuk memisahkan campuran dari substansinya
menjadi komponen-komponennya. Kromatografi kertas menggunakan prinsip
kecepatan dengan menggunakan fasa stasioner (kertas saring) dan fasa bergerak
(eluen yang terdiri dari campuran pelarut), komponen-komponen bergerak dengan
kecepatan yang berbeda dan campuran dipisahkan berdasarkan pada perbedaan
bercak warna. Dalam percobaan kali ini digunakan kromatografi kertas untuk
memisahkan pigmen-pigmen penyusun warna mata Drosophila melanogaster. Tujuan
pemisahan pigmen-pigmen penyusun warna mata Drosophila melanogaster tersebut
yaitu untuk menentukan komposisi pigmen Drosoptrin dan pigmen Ommokrom pada
mata Drosophila melanogaster wiltype, mutan white, mutan claret, dan mutan sepia.
(Bruner, 1985)
1.2. Tujuan
Tujuan dari praktikum kali ini adalah :
1. Menentukan nilai Rf dari hasil kromatografi pigmen mata Drosophila
melanogaster wiltype, mutan white, mutan claret, dan mutan sepia.
2. Menentukan kelompok pigmen mata pada Drosophila melanogaster mutan
white, sepia, dan claret berdasarkan hasil pemberian sinar ultra violet.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Hubungan Antara Gen, DNA, Protein, dan Enzim
Dalam sebuah sel terdapat nukleus, di dalam nukleus terdapat benang-benang
halus yang disebut kromatin. Pada saat sel akan mulai membelah diri, kromatin
tersebut menebal dan memendek untuk membentuk kromosom. Kromosom adalah
struktur padat yang terdiri dari dua komponen molekul, yaitu DNA dan protein. Gen
merupakan bagian dari kromosom (DNA) yang dapat ditranskripsi dan ditranslasi
menjadi suatu protein. Protein merupakan produk utama dari gen. Fenotip-fenotip
yang dapat diamati dari suatu mahluk hidup disebabkan oleh aktivitas dari protein.
Berdasarkan percobaan George Beadle dan Edward Tatum pada tahun 1941, gen
berisi informasi untuk memproduksi enzim tertentu, dan mereka menyimpulkan
bahwa satu gen menyintesis satu enzim (one gene-one enzyme). Masing-masing gen
bertanggung jawab untuk memproduksi sebuah enzim tunggal yang mempengaruhi
satu langkah dalam jalur metabolisme. Salah satu fungsi protein di dalam sel yaitu
sebagai enzim yang mengkatalis reaksi-reaksi yang terjadi di dalam sel. (Snustad dan
Simmons, 2012; Falk, 2009)
2.2. Teori Beadel-Tatum
Pada tahun 1940, George Beadle dan Edward Tatum melakukan serangkaian
percobaan pada jamur roti Neurospora crassa yang menunjukkan hubungan langsung
antara gen dan enzim yang mengkatalisis reaksi biokimia tertentu. Beadle dan Tatum
mengarahkan sinar X ke jamur Neurospora crassa yang menyebabkan jamur tersebut
mengalami mutasi. Jamur yang termutasi kehilangan kemampuan memproduksi
senyawa arginin untuk pertumbuhan. Lalu, Beadle dan Edward Tatum menambahkan
senyawa yang berbeda namun serupa dan menyaksikan bila jamur menggunakan
senyawa tersebut, terjadi reaksi kimia jamur itu dapat mensintesis bahan kimia yang
diperlukan. Dari percobaan tersebut, Beadle dan Tatum dapat menarik hipotesis
bahwa gen berisi informasi untuk memproduksi enzim tertentu, dan mereka
menyimpulkan bahwa satu gen menyintesis satu enzim (one gene - one enzyme
theory). Manfaat percobaan yang dilakukan Beadle dan Tatum adalah mereka
membuktikan bahwa pembentukan enzim atau kelompok enzim diatur oleh gen atau
kelompok gen dalam kromosom. (Hartwell, 2008)
2.3. Hubungan Kerja Protein dengan Pigmen Mata
Salah satu fungsi protein di dalam sel yaitu berfungsi sebagai enzim yang
mengkatalisis reaksi-reaksi yang terjadi. Protein merupakan bentuk utama dari suatu
gen. Fenotip-fenotip yang teramati dari suatu mahluk hidup terjadi akibat aktivitas
dari protein. Jika suatu gen termutasi dimana urutan nukleotida dari gen tersebut
berubah dapat mengakibatkan terjadi perubahan dari protein yang dihasilkan. Hal
tersebut dapat mengakibatkan perubahan dari aktivitas protein dan fenotip yang kita
amati. Di dalam pigmen mata terdapat bermacam-macam protein yang menghasilhan
warna mata yang berbeda-beda (Falk, 2009).
Pigmen mata pada Drosophila melanogaster dapat dipengaruhi oleh aktivitas
produk gen yang mempengaruhi fenotip. Drosophila melanogaster memiliki warna
pigmen mata yang berbeda-beda tergantung pada gen yang berperan dalam
pembentukan pteridin. Jika terjadi mutasi, warna mata Drosophila melanogaster
menjadi coklat apabila kelompok drosopterin tidak ada. Sedangkan warna mata akan
menjadi merah terang jika kelompok ommokrom yang tidak ada (Dahmann, 2008).
2.4. Alur Sintesis Pigmen Mata Drosopterin dan Ommokrom
Menurut Cherokee High School (2013), Pteridin menyebabkan warna mata pada
Drosophila melanogaster berwarna merah. Pteridin yang terdapat pada lalat buah
meliputi drosopterin dan ommokrom. Warna mata pada Drosophila melanogaster
merupakan hasil dari interaksi antara dua jalur pigmen ini, jalur drosopterin yang
memproduksi pigmen berwarna merah dan jalur ommokrom yang memproduksi
pigmen berwarna coklat. Warna mata Drosophila melanogaster yang teramati
merupakan jumlah berbagai konsentrasi pigmen yang berbeda ini. Jika jalur
ommokrom terganggu , persentase pigmen coklat di mata akan berkurang , sehingga
mata akan menjadi warna merah . Jika jalur drosopterin terganggu, mata akan lebih
cokelat daripada mata wildtype . Pada jalur ommokrom , pigmen xanthommatin
coklat dihasilkan dari asam amino triptofan dengan jalur biosintesis berikut :
Gambar 2.1. Jalur Ommokrom (Cherokee High School, 2013)
Jalur drosopterin ditampilkan pada gambar di bawah ini :
Gambar 2.2. Jalur Drosopterin (Cherokee High School, 2013)
2.5. Prinsip Dasar Kromatografi dan Rf
Kromatografi adalah metode yang digunakan untuk pemisahan komponen dari
suatu sampel. Teknik pemisahan pada kromatografi didasarkan atas perbedaan
migrasi dan distribusi senyawa yang terjadi dalam dua fasa berbeda yaitu fasa
stasioner dan fasa gerak. Pada kromatografi kertas, bahan yang akan dipisahkan
diletakkan pada kertas saring (fasa stasioner) dan ujung kertas saring dicelupkan pada
eluen (fasa gerak). Semakin dekat kepolaran antara sampel dengan eluen maka
sampel akan semakin terbawa oleh fase gerak tersebut. Secara kapiler eluen akan
bergerak ke atas. Bila suatu senyawa lebih larut dalam pelarut yang stasioner, maka
pergerakannya lebih lambat dibandingkan dengan bahan yang lebih larut dalam
pelarut yang bergerak. Oleh karena itu, senyawa dalam suatu bahan dapat dipisahkan
berdasarkan perbedaan kecepatan pergerakan senyawa-senyawa tersebut. Selain itu,
berat molekul dari suatu senyawa dapat mempengaruhi kecepatan pergerakannya
(Bruner, 1985).
Harga Rf mengukur kecepatan bergeraknya zona relatif terhadap garis depan
pengembang. Kromatogram yang dihasilkan diuraikan dan zona-zona dicirikan oleh
nilai-nilai Rf. Nilai Rf = Jarak Noda
Jarak Pelarut . Pengukuran itu dilakukan dengan mengukur
jarak dari titik pemberangkatan (pusat zona campuran awal) ke garis depan
pengembang dan pusat rapatan tiap zona. Nilai Rf harus sama baik pada descending
maupun ascending. Nilai Rf akan menunjukkan identitas suatu zat yang dicari,
contohnya asam amino dan intensitas zona itu dapat digunakan sebagai ukuran
konsentrasi dengan membandingkan dengan noda-noda standar (Bruner, 1985).
BAB III
METODOLOGI
3.1. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada praktikum kali ini adalah :
Tabel 3.1. Alat dan Bahan
Alat Bahan
Gunting Drosophila melanogaster wildtype
Bejana kromatografi dengan tutup kaca
Drosophila melanogaster mutan (white, claret, sepia)
Pensil Kertas saring Whatman no.1
Jarum Pentul Larutan NBA
Alat Penjepret Vaselin
Penggaris
Lampu sinar ultra violet
3.2. Metode Kerja
Kertas saring digunting dengan ukuran 16 x 20 cm. Kemudian, dikedua bagian
dari ujung kertas saring yang sejajar sisi berukuran 16 cm digarisi lurus dengan
pensil. Garis pertama 2cm dan garis kedua 18cm dari ujung bawah kertas. Di garis
lurus yang pertama, diberi 4 tanda O dengan jarak masing-masing 4 cm. Diujung atas
kertas saring ditulisi nama kelompok menggunakan pensil.
Empat ekor Drosophila melanogaster (wildtype ,white, claret, sepia) dipotong
kepalanya menggunakan jarum pentul. Setiap kepala Drosophila melanogaster
tersebut (wildtype ,white, claret, sepia) diletakkan di atas keempat tanda O pada
kertas saring dan ditekan. Kertas saring digulung sehingga letak sisi kiri dan kanan
bersebelahan dan kertas saring dijepret sebanyak dua kali disebeah atas dan dua kali
disebelah bawah.
Bejana diisi dengan larutan NBA setinggi 1cm. Kertas saring yang telah digulung,
dimasukkan ke dalam bejana. Lalu, bejana ditutup dan diberi vaselin disekitar
penutup bejana. Kertas saring didalam bejana, didiamkan selama beberapa jam
hingga eluen bergerak melewati garis kedua. Setelah eleuen bergerak melewati garis
kedua, kertas saring diambil dan digarisi dengan pensil pada batas pergerakan eluen.
Kemudian, kertas saring dikeringkan dan diamati dibwaha sinar ultra violet.
Disekeliling bercak yang terlihat saat penyinaran sinar ultra violet diberi tanda
dengan pensil dan dicatat warnanya dan warna fluorosensinya. Berdasarkan hasil
kromatograi, pigmen-pigmen mata dari keempat Drosophila melanogaster
(wildtype ,white, claret, sepia) tersebut dibandingkan sehingga dapat ditentukan
pigmen-pigmen yang termasuk kelompok drosopterin dan temasuk kelompok
ommokrom.
BAB IV
HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengamatan
4.1.1. Foto Hasil Pengamatan
Berdasarkan percobaan, didapatkan hasil pengamatan sebagai berikut :
Gambar 4.1. Kertas kromatografi sebelum dicelupkan ke eluen
Gambar 4.2. Kertas kromatografi setelah dicelupkan ke eluen
Gambar 4.3. Kertas kromatografi saat diberi sinar ultra violet
Gambar 4.4. Kertas kromatografi setelah diberi sinar ultra violet
4.1.2. Hasil Perhitungan Rf
Rf = Panjang Pendar
J arak Pelarut (Eluen)
Jarak Eluen = 7 cm
JenisDrosophila melanogaster
Warna Pendar
Panjang Pendar
(cm)
Total Panjang
Pendar (cm)Nilai Rf
WildtypeKuning 0,9
2,5 0,357Biru-Kehijauan 1,6
Mutan WhiteKuning 0
0 0Biru Kehijauan 0
Mutan ClaretKuning 0,7
2,3 0,329Biru Kehijauan 1,6
Mutan SepiaKuning 0
2,9 0,414Biru Kehijauan 2,9
4.2. Pembahasan
Pada praktikum kali ini dilakukam pengamatan terhadap kromatografi pigmen
mata Drosophila melanogaster wildtype dan beberapa mutan (white, clot, dan sepia).
Kepala dari keempat jenis Drosophila melanogaster tersebut ditekan dan
ditempatkan pada kertas saring whatman no.1. Setelah itu, kertas saring dimasukkan
ke dalam bejana kromatografi yang telah berisi pelarut eluen atau NBA (N-Butanol
Asetatglasial Akuades), kemudian disekeliling penutup bejana diberi vaseline dan
bejana didiamkan selama beberapa jam.
Fungsi larutan NBA adalah sebagai eluen yang terdiri dari N-Butanol, Asetat
Glacial, Akuades yang memiliki perbandingan 20 : 3 : 7. Larutan NBA merupakan
campuran dari larutan yang memiliki tingkat kepolaran: polar yaitu akuades, semi-
polar yaitu asam asetat glasial , dan non-polar yaitu N-Butanol. Karena larutan NBA
merupakan campuran dari larutan yang memiliki tingkat kepolaran berbeda-beda,
larutan NBA dapat memisahkan pigmen-pigmen pada mata lalat buah yang memiliki
tingkat kepolaran hampir sama.(Falk, 2009)
Kertas saring whatman no.1 digunakan sebagai alat filtrasi yang memanfaatkan
daya kapilaritas kertas sehingga terlihat penguraian warna-warna berdasarkan pigmen
yang terkandung pada senyawa protein pada mata Drosophila melanogaster. Kertas
saring tersebut memperlihatkan pergerakan larutan eluen yang cepat dibandingkan
dengan pergerakan bahan yang akan dipisahkan yaitu pergerakan warna pigmen mata.
Penggunaan kertas saring juga karena sebagai fase stationer yang sangat polar karena
terdiri dari selulosa.(Falk, 2009)
Fungsi vaselin adalah agar udara yang berada di dalam bejana tidak dapat keluar
dan udara yang diluar tidak dapat masuk melalui celah-celah antara bejana dengan
penutup. Pemberian vaseline pada tutup bejana berfungsi agar bejana tempat eluen
kromatografi kedap udara sehingga kondisi dalam gelas kimia terjenuhkan oleh uap
dari pelarut. Kondisi jenuh dalam gelas kimia dengan uap mencegah penguapan
pelarut. (Falk, 2009)
Fluoresensi merupakan pemancaran sinar oleh atom atau molekul setelah
terlebih dahulu disinari sinar UV. Peristiwa fluororesensi merupakan peristiwa
pemantulan warna/ berpendarnya warna yang tersembunyi karena absorbsi cahaya
tertentu yang diberikan secara disengaja. Peristiwa ini biasanya terjadi terhadap
senyawa-senyawa tertentu (dalam praktikum ini dimaksudkan pigmen warna mata)
yang mempunyai sifat memendarkan cahaya. Dalam hal ini digunakan sinar UV
karena pigmen mata pada lalat buah (Drosophila melanogaster) tidak bisa terlihat
menggunakan cahaya putih (lampu neon). Oleh sebab itu digunakan sinar UV,
dimana sinar UV bersifat memendarkan cahaya pada pigmen mata. Setelah
kromatogram pada kertas disinari dengan sinar ultraviolet (UV) masing-masing
komponen pigmen mata yang merupakan senyawa pteridin akan mengabsorbsi
cahaya ultraviolet dengan panjang gelombang tertentu dan memendarkan warna yang
lebih kontras sesuai dengan warna asli senyawa tersebut. Setelah di fluoresensi
dibawah sinar UV, jarak pigmen mata wildtype adalah 2,5 cm, jarak pigmen pada
mata mutan white adalah 0 cm, jarak pigmen pada mata mutan claret adalah 2,3 cm
dan pada mata mutan sepia adalah 2,9 cm. Jadi, Rf (Rate of Fluoresensi) pada
masing-masing mata lalat Drosophila melanogaster mata wiltype, mutan white, mutan
claret, mutan sepia berturut-turut adalah 0,357; 0; 0,329; dan 0,414. (Dahmann,
2008).
Pada praktikum kali ini, Nilai Rf yang semakin besar dapat diartikan semakin
non-polar, karena semakin tinggi berarti zat tersebut semakin terbawa dengan eluen
yang bersifat non-polar (karena kandungan terbesar eluen adalah butanol yang
bersifat non-polar). Sedangkan jika nilai Rf semakin kecil, itu dapat diartikan
semakin polar karena zat tersebut tertahan oleh kertas yang juga bersifat polar. Pada
hasil pengamatan ditemukan bahwa jarak tempuh pigmen sephia lebih jauh dari
pigmen lain dan juga ukuran Rf nya paling besar. Hal ini menunjukkan bahwa
pigmen Sephia paling nonpolar sedangkan pigmen white paling polar (Thiemann,
2001). Hal ini sesuai dengan literatur sebagai berikut :
Gambar 4.1 Hasil kromatografi pigmen mata (Thiemann, 2001).
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan, didapat kesimpulan :
Nilai Rf pigmen mata Drosophila melanogaster wiltype adalah 0,357.
Nilai Rf pigmen mata Drosophila melanogaster mutan white adalah 0.
Nilai Rf pigmen mata Drosophila melanogaster mutan claret adalah 0,329.
Nilai Rf pigmen mata Drosophila melanogaster mutan sepia adalah 0,414.
Drosophila melanogaster mutan white tidak memiliki kelompok pigmen mata
drosopterin dan ommokrom.
Drosophila melanogaster mutan claret memiliki kelompok pigmen mata
drosopterin dan ommokrom.
Drosophila melanogaster mutan sepia memiliki krlompok pigmen mata
ommokrom.
5.2. Saran
Agar percobaan yang dilakukan dapat mencapai tujuan secara maksimal maka
perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut:
Lampu sinar ulra violet minimal ada dua buah (Minimal ada di setiap instruk)
agar praktikan tidak perlu membuat antrian panjang (mengantri).
Praktikan harus lebih sigap dalam memotong kepala Drosophila melanogaster
mutan yang telah mati, karena jika terlalu lama, fenotip mutan tersebut bisa hilang
sehingga hasil kromatografi tidak akurat.
Daftar Pustaka
Bruner, F. 1985. The Science of Chromatography. United States : Elsevier Publishing Company.
Cherokee High School. 2013. Diakses melalui “http://chsweb.lr.k12.nj.us/psidelsky/chromatography%20reference.htm” pada tanggal 27 Oktober 2013 Pukul 19.50.
Dahmann, Christian. 2008. Drosophila: Methods and Protocols. United States : Humana Press Inc.
Falk, Raphael. 2009. Genetic Analysis: A History of Genetic Thinking. England : Cambridge University Press.
Fruton, J.S. 1999. Proteins, Enzymes, Genes: The Interplay of Chemistry and Biology. New Haven: Yale University Press.
Hartwell, Leland H. et al. 2008. Genetics From Genes to Genomes 4th edition. USA : McGraw-Hill Companies, Inc.
Judd, Sandra. 2010. Genetic disorders sourcebook. United States : Omnigraphics, Inc.
Morange, M. 1998. A History of Molecular Biology. Cambridge: Harvard University Press.
Snustad, D. Peter dan Michael J. Simmons. 2012. Principles of genetics 6th ed. United States of America : John Wiley & Sons, Inc.
Thiemann. 2001. Genotype to Phenotype: Investigating Eye Color Mutations Using Chromatography. Truman State University.